Ang mga Bioprinter ay isang espesyal na uri ng 3D printer. Batay sa pagkontrol ng tisyu na kinokontrol ng computer, makakagawa sila ng mga tisyu o bioarray. Sa hinaharap, dapat posible na makabuo ng mga organo at artipisyal na nabubuhay na may tulong.
Ano ang isang bioprinter?
Ang mga Bioprinter ay isang espesyal na uri ng 3D printer. Ang mga Bioprinter ay mga panteknikal na aparato para sa pag-print ng mga biological tisyu at organo sa tatlong sukat sa pamamagitan ng paglilipat sa kanila sa mga buhay na selyula. Ang larangan ng 3D na pagpi-print na ito ay nasa yugto pa ring pang-eksperimento at higit sa lahat ay iniimbestigahan sa mga siyentipikong pag-aaral sa mga unibersidad. Ang layunin ay upang lumikha ng posibilidad na makabuo ng mga gumaganang tisyu at organo na maaaring magamit sa paggagamot. Ang aktibidad na salita sa bioprinter ay tinatawag na bioprinting. Nagsisimula ang bioprinting sa pangunahing komposisyon ng target na tisyu o organ. Ang bioprinter ay ginagamit ng eksklusibo sa isang kapaligiran sa laboratoryo. Ang espesyal na 3D printer ay nag-iimbak at bumubuo ng manipis na mga layer ng mga cell sa pamamagitan ng isang print ulo ang resulta. Upang magawa ito, ang ulo ng bioprinter ay gumagalaw pakaliwa, pakanan, pataas o pababa. Gumagamit ang mga bioprinter ng bio-ink o bioprocessing na mga protokol upang makabuo ng mga organikong materyales. Ito ang mga biopolymer na may mga cell mula sa mga nabubuhay na organismo at hydrogel na naglalaman ng hanggang sa 90% tubig. Ang pag-aari ng daloy ay dapat na tiyak na kalkulahin. Sa isang banda, ang masa ay dapat na sapat na likido upang ang mga karayom ng mga hiringgilya ay hindi barado, at sa kabilang banda, dapat itong sapat na solid upang ang istraktura ng target ay matibay. Ang iba pang mga gamit para sa bioprinting ay kasama paglipat, pag-opera terapewtika, tissue engineering, at reconstructive surgery.
Mga form, uri, at species
Sa kasalukuyan, ang mga bioprinters ay ginagamit nang pa sporadically sa sektor ng komersyo. Sapagkat ang bioprinting ay nasa yugto ng pag-unlad, ang mga mature na species o mga uri ng bioprinters ay kasalukuyang hindi napatunayan. Gayunpaman, sa prinsipyo, ang anumang 3D printer ay maaaring magamit para sa bioprinting. Upang magawa ito, ang karaniwang ginagamit na PVC pulbos dapat mapalitan ng naaangkop na mga cell. Sinusubukan din ang mga proseso kung saan posible na makabuo ng mga bioprinter mula sa normal na mga inkjet printer. Ang mga mataas na kahilingan ay dapat ilagay sa bio-ink. Halimbawa, ang anumang sangkap na gagamitin para sa mga klinikal na layunin ay dapat matugunan ang mahigpit na mga pantukoy sa internasyonal. Bago gamitin sa bioprinting, ang mga naturang sangkap ay dapat sumailalim sa mga taon ng pagsubok.
Istraktura at mode ng pagpapatakbo
Ang paraan ng paggana ng isang bioprinter ay halos kapareho ng operating prinsipyo ng isang ordinaryong 3D printer. Ang mga hulma ay itinatayo sa pamamagitan ng isang extruder. Gayunpaman, walang PVC pulbos ay ginagamit, tulad ng kaso sa mga maginoo na 3D printer, ngunit isang polimer gel, karaniwang batay sa alginate. Ang mga kasalukuyang bioprinter, na ginagamit nang paulit-ulit sa pagsasanay, ay gumagawa ng bawat patak na naglalaman ng pagitan ng 10,000 at 30,000 indibidwal na mga cell. Ang samahan ng mga solong cell na ito, batay sa naaangkop na mga kadahilanan ng paglaki, ay dapat na magkasama upang bumuo ng mga istrakturang istraktura ng tisyu. Ang mga bioprinter ay nangangailangan ng kontrol sa temperatura para sa tumpak na pag-print. Ang mga kasalukuyang bioprinter ay spatially napakalaking at maaaring maraming metro ang lapad, haba at taas. Ang isang computer, karaniwang matatagpuan sa labas ng printer, ay kumokontrol sa mga plunger ng syringe. Ang batayan para dito ay ang magagamit na digital na data ng isang 3D na modelo. Ang bioink ay itinulak palabas ng hanggang walong spray ng mga nozzles at ang inilaan na istraktura ay naitayo sa isang platform.
Mga benepisyo sa medikal at kalusugan
Sa prinsipyo, ang mga bioprinters ay inaasahang magagamit sa tatlong mga lugar na partikular sa hinaharap: gamot, industriya ng pagkain at synthetic biology. Sa gamot, ang paggamit ng bioprinters ay naiisip at naisip sa mga subfield ng kirurhiko terapewtika, reconstructive surgery, donasyon ng organ, at paglipat. Lalo na sa kaso ng mga organo ng mga bioprinters, isang pangunahing kalamangan ay halata: ang eksaktong pagtutugma sa katawan na inilaan para sa paglipat. Sa ganitong paraan, ang paghahanap para sa isang naaangkop na organ ng donor na tumutugma sa tumatanggap na katawan, na kasalukuyang kinakailangan pa rin, ay maaaring ihinto. Sa reconstructive surgery, inaasahan ang pagpapasimple at pagpapabuti. Dito, maiisip ang mga pamamaraan kung saan ang mga cell ay kinukuha mula sa iba`t ibang bahagi ng katawan ng pasyente - tulad ng tainga, daliri at tuhod. Ang mga cell na ito ay pinarami sa isang laboratoryo. Pagkatapos ay idagdag ang Biopolymer. Mula sa naturang suspensyon, ang bioprinter ay maaaring, sa teorya, ay bumuo ng isang graft. Pagkatapos ay nakatanim ito sa pasyente. Ang sariling mga cell ng katawan pagkatapos ay i-degrade ang biopolymer sa paglipas ng panahon. Ang kalamangan ay maaaring namamalagi sa partikular na ang katunayan na ang transplant ay hindi tinanggihan ng katawan. Bukod dito, ang nasabing transplant ay maaaring lumaki kasama ang katawan. Ang dahilan para sa positibong pag-aari na ito ay ang implant ay naka-link sa sistema ng kontrol sa paglago ng pasyente. Ang larangan ng pagsasaliksik sa paggamit ng bio-implants sa gamot ay patuloy na lumaki. Sa ngayon, ang paggawa ng mga grafts mula sa kartilago, kagaya ng isang ilong, napakaisip. Mas kritikal ang paggawa ng mga organo ng katawan. Sa partikular, ang bilang ng mga capillary na kinakailangan upang ibigay ang mga organo ay kasalukuyang hindi maiisip ng kinakailangang katumpakan. Ang isa pang problema ay maaaring lumitaw mula sa ang katunayan na sa mga kumplikadong istraktura tulad ng mga organo ng katawan, ang iba't ibang mga cell ay dapat na maiugnay at makipag-usap sa bawat isa upang maisagawa ang iba't ibang mga pag-andar. Maaari ding magamit ang mga bioprinters upang makabuo ng karne sa industriya ng pagkain. Ang mga unang kumpanya ay may - alinsunod sa kanilang sariling mga pahayag - matagumpay na na-print ang mga naturang produkto. Sinasabing ito ay kapwa masarap at mas mura kaysa sa pagpatay. Gayunpaman, walang naka-print na karne sa pamamagitan ng bioprinting.
